Ce qu'on appelle la résistivité. Résistance électrique

L'apparition du courant électrique se produit lorsque le circuit est fermé, lorsqu'une différence de potentiel se produit aux bornes. Le mouvement des électrons libres dans un conducteur s'effectue sous l'influence d'un champ électrique. En se déplaçant, les électrons entrent en collision avec les atomes et leur transfèrent partiellement l’énergie accumulée. Cela entraîne une diminution de leur vitesse de déplacement. Par la suite, sous l’influence du champ électrique, la vitesse de déplacement des électrons augmente à nouveau. Le résultat de cette résistance est un échauffement du conducteur traversé par le courant. Il existe différentes manières de calculer cette valeur, notamment la formule de résistivité, utilisée pour les matériaux ayant des propriétés physiques individuelles.

Résistivité électrique

L'essence de la résistance électrique réside dans la capacité d'une substance à convertir l'énergie électrique en énergie thermique sous l'action du courant. Cette quantité est désignée par le symbole R et l'unité de mesure est l'Ohm. La valeur de la résistance dans chaque cas est associée à la capacité de l'un ou l'autre.

Au cours des recherches, une dépendance à la résistance a été établie. L’une des principales qualités du matériau est sa résistivité, qui varie en fonction de la longueur du conducteur. Autrement dit, à mesure que la longueur du fil augmente, la valeur de la résistance augmente également. Cette dépendance est définie comme directement proportionnelle.

Une autre propriété d’un matériau est sa surface en coupe transversale. Il représente les dimensions de la section du conducteur, quelle que soit sa configuration. Dans ce cas, une relation inversement proportionnelle est obtenue, lorsqu'elle diminue avec l'augmentation de la surface de la section transversale.

Un autre facteur influençant la résistance est le matériau lui-même. Au cours de la recherche, différentes résistances ont été découvertes pour différents matériaux. Ainsi, les valeurs de résistivité électrique de chaque substance ont été obtenues.

Il s’est avéré que les métaux sont les meilleurs conducteurs. Parmi eux, l’argent présente également la résistance la plus faible et la conductivité élevée. Ils sont utilisés dans les endroits les plus critiques des circuits électroniques et le cuivre a un coût relativement faible.

Les substances dont la résistivité est très élevée sont considérées comme de mauvais conducteurs du courant électrique. Ils sont donc utilisés comme matériaux isolants. Les propriétés diélectriques sont les plus caractéristiques de la porcelaine et de l'ébonite.

Ainsi, la résistivité d’un conducteur est d’une grande importance car elle peut être utilisée pour déterminer le matériau à partir duquel le conducteur a été fabriqué. Pour ce faire, la section transversale est mesurée, le courant et la tension sont déterminés. Cela vous permet de définir la valeur de la résistivité électrique, après quoi, à l'aide d'un tableau spécial, vous pouvez facilement déterminer la substance. Par conséquent, la résistivité est l’une des caractéristiques les plus caractéristiques d’un matériau particulier. Cet indicateur permet de déterminer la longueur la plus optimale du circuit électrique afin que l'équilibre soit maintenu.

Formule

Sur la base des données obtenues, nous pouvons conclure que la résistivité sera considérée comme la résistance de tout matériau avec une unité de surface et une unité de longueur. Autrement dit, une résistance égale à 1 ohm se produit à une tension de 1 volt et un courant de 1 ampère. Cet indicateur est influencé par le degré de pureté du matériau. Par exemple, si vous ajoutez seulement 1 % de manganèse au cuivre, sa résistance augmentera 3 fois.

Résistivité et conductivité des matériaux

La conductivité et la résistivité sont généralement considérées à une température de 20 0 C. Ces propriétés diffèrent selon les métaux :

• Cuivre. Le plus souvent utilisé pour la fabrication de fils et câbles. Il a une haute résistance, une résistance à la corrosion, un traitement facile et simple. Dans le bon cuivre, la proportion d'impuretés ne dépasse pas 0,1 %. Si nécessaire, le cuivre peut être utilisé dans des alliages avec d'autres métaux.
• Aluminium. Sa densité est inférieure à celle du cuivre, mais il a une capacité thermique et un point de fusion plus élevés. La fonte de l’aluminium nécessite beaucoup plus d’énergie que le cuivre. Les impuretés dans l'aluminium de haute qualité ne dépassent pas 0,5 %.
• Fer. Outre sa disponibilité et son faible coût, ce matériau présente une résistivité élevée. De plus, il présente une faible résistance à la corrosion. Par conséquent, il est pratique de revêtir les conducteurs en acier de cuivre ou de zinc.

La formule de résistivité à basse température est considérée séparément. Dans ces cas-là, les propriétés des mêmes matériaux seront complètement différentes. Pour certains d’entre eux, la résistance peut tomber jusqu’à zéro. Ce phénomène est appelé supraconductivité, dans lequel les caractéristiques optiques et structurelles du matériau restent inchangées.

La résistance électrique, exprimée en ohms, est différente de la notion de résistivité. Pour comprendre ce qu’est la résistivité, nous devons la relier aux propriétés physiques du matériau.

À propos de la conductivité et de la résistivité

Le flux d’électrons ne se déplace pas sans entrave à travers le matériau. À température constante, les particules élémentaires oscillent dans un état de repos. De plus, les électrons de la bande de conduction interfèrent les uns avec les autres par répulsion mutuelle due à une charge similaire. C’est ainsi que naît la résistance.

La conductivité est une caractéristique intrinsèque des matériaux et quantifie la facilité avec laquelle les charges peuvent se déplacer lorsqu'une substance est exposée à un champ électrique. La résistivité est l'inverse du matériau et décrit le degré de difficulté rencontré par les électrons lorsqu'ils se déplacent à travers un matériau, donnant une indication de la qualité ou de la mauvaise qualité d'un conducteur.

Important! Une résistivité électrique de valeur élevée indique que le matériau est un mauvais conducteur, tandis qu'une résistivité de valeur faible indique un bon conducteur.

La conductivité spécifique est désignée par la lettre σ et est calculée par la formule :

La résistivité ρ, en tant qu'indicateur inverse, peut être trouvée comme suit :

Dans cette expression, E est l'intensité du champ électrique généré (V/m) et J est la densité de courant électrique (A/m²). Alors l’unité de mesure ρ sera :

V/m x m²/A = ohm m.

Pour la conductivité σ, l'unité dans laquelle elle est mesurée est S/m ou Siemens par mètre.

Types de matériaux

Selon la résistivité des matériaux, ils peuvent être classés en plusieurs types :

1. Conducteurs. Ceux-ci incluent tous les métaux, alliages, solutions dissociées en ions, ainsi que les gaz excités thermiquement, y compris le plasma. Parmi les non-métaux, on peut citer en exemple le graphite ;
2. Les semi-conducteurs, qui sont en réalité des matériaux non conducteurs, dont les réseaux cristallins sont volontairement dopés par l'inclusion d'atomes étrangers avec un nombre plus ou moins grand d'électrons liés. En conséquence, des électrons ou des trous en excès quasi libres se forment dans la structure du réseau, ce qui contribue à la conductivité du courant ;
3. Les diélectriques ou isolants dissociés sont tous des matériaux qui, dans des conditions normales, ne contiennent pas d'électrons libres.

Pour le transport de l'énergie électrique ou dans les installations électriques à usage domestique et industriel, un matériau fréquemment utilisé est le cuivre sous forme de câbles unipolaires ou multipolaires. Un métal alternatif est l'aluminium, bien que la résistivité du cuivre soit 60 % de celle de l'aluminium. Mais il est beaucoup plus léger que le cuivre, ce qui a prédéterminé son utilisation dans les lignes électriques des réseaux haute tension. L'or est utilisé comme conducteur dans les circuits électriques spéciaux.

Intéressant. La conductivité électrique du cuivre pur a été adoptée par la Commission électrotechnique internationale en 1913 comme norme pour cette valeur. Par définition, la conductivité du cuivre mesurée à 20° est de 0,58108 S/m. Cette valeur est appelée 100 % LACS et la conductivité des matériaux restants est exprimée sous la forme d'un certain pourcentage de LACS.

La plupart des métaux ont une valeur de conductivité inférieure à 100 % LACS. Il existe cependant des exceptions, comme l'argent ou le cuivre spécial à très haute conductivité, désignés respectivement C-103 et C-110.

Les diélectriques ne conduisent pas l'électricité et sont utilisés comme isolants. Exemples d'isolants :

• verre,
• céramique,
• plastique,
• caoutchouc,
• mica,
• cire,
• papier,
• bois sec,
• porcelaine,
• certaines graisses à usage industriel et électrique et bakélite.

Entre les trois groupes les transitions sont fluides. C’est sûr : il n’existe pas de supports ni de matériaux absolument non conducteurs. Par exemple, l’air est un isolant à température ambiante, mais lorsqu’il est exposé à un signal basse fréquence puissant, il peut devenir conducteur.

Détermination de la conductivité

Lors de la comparaison de la résistivité électrique de différentes substances, des conditions de mesure standardisées sont requises :

1. Dans le cas de liquides, mauvais conducteurs et isolants, des échantillons cubiques d'une longueur de bord de 10 mm sont utilisés ;
2. Les valeurs de résistivité des sols et des formations géologiques sont déterminées sur des cubes d'une longueur de chaque bord de 1 m ;
3. La conductivité d'une solution dépend de la concentration de ses ions. Une solution concentrée est moins dissociée et contient moins de porteurs de charge, ce qui réduit la conductivité. À mesure que la dilution augmente, le nombre de paires d’ions augmente. La concentration des solutions est fixée à 10 % ;
4. Pour déterminer la résistivité des conducteurs métalliques, des fils d'un mètre de longueur et d'une section de 1 mm² sont utilisés.

Si un matériau, tel qu’un métal, peut fournir des électrons libres, alors lorsqu’une différence de potentiel est appliquée, un courant électrique circule dans le fil. À mesure que la tension augmente, davantage d’électrons traversent la substance dans l’unité de temps. Si tous les paramètres supplémentaires (température, section transversale, longueur et matériau du fil) restent inchangés, alors le rapport entre le courant et la tension appliquée est également constant et est appelé conductivité :

La résistance électrique sera donc :

Le résultat est en ohms.

À son tour, le conducteur peut être de différentes longueurs, tailles de section transversale et constitué de différents matériaux, ce qui détermine la valeur de R. Mathématiquement, cette relation ressemble à ceci :

Le facteur matériel prend en compte le coefficient ρ.

De là, nous pouvons déduire la formule de la résistivité :

Si les valeurs de S et l correspondent aux conditions données pour le calcul comparatif de résistivité, soit 1 mm² et 1 m, alors ρ = R. Lorsque les dimensions du conducteur changent, le nombre d'ohms change également.

La résistance du cuivre change avec la température, mais nous devons d'abord décider si nous parlons de la résistivité électrique des conducteurs (résistance ohmique), qui est importante pour l'alimentation CC sur Ethernet, ou si nous parlons de signaux dans les réseaux de données, et nous parlons alors de pertes d'insertion lors de la propagation d'une onde électromagnétique dans un milieu à paire torsadée et de la dépendance de l'atténuation à la température (et à la fréquence, ce qui n'est pas moins important).

Résistivité du cuivre

Dans le système international SI, la résistivité des conducteurs est mesurée en Ohm∙m. Dans le domaine informatique, la dimension hors système Ohm∙mm 2 /m est plus souvent utilisée, ce qui est plus pratique pour les calculs, puisque les sections des conducteurs sont généralement indiquées en mm 2. La valeur 1 Ohm∙mm 2 /m est un million de fois inférieure à 1 Ohm∙m et caractérise la résistivité d'une substance dont un conducteur homogène de 1 m de long et de section transversale de 1 mm 2 donne un résistance de 1 Ohm.

La résistivité du cuivre électrique pur à 20°C est 0,0172 Ohm∙mm 2 /m. Dans diverses sources, vous pouvez trouver des valeurs allant jusqu'à 0,018 Ohm∙mm 2 /m, qui peuvent également s'appliquer au cuivre électrique. Les valeurs varient en fonction du traitement auquel le matériau est soumis. Par exemple, le recuit après étirage (« étirage ») du fil réduit la résistivité du cuivre de plusieurs pour cent, bien qu'il soit effectué principalement pour modifier les propriétés mécaniques plutôt qu'électriques.

La résistivité du cuivre a des implications directes pour les applications Power over Ethernet. Seule une partie du courant continu d'origine injecté dans le conducteur atteindra l'extrémité du conducteur ; une certaine perte en cours de route est inévitable. Ainsi, par exemple, PoE Type 1 nécessite que sur 15,4 W fournis par la source, au moins 12,95 W atteigne l'appareil alimenté à l'extrémité.

La résistivité du cuivre varie avec la température, mais pour les températures informatiques, les changements sont faibles. La variation de résistivité est calculée à l'aide des formules :

ΔR = α R ΔT

R 2 = R 1 (1 + α (T 2 - T 1))

où ΔR est le changement de résistivité, R est la résistivité à une température prise comme niveau de base (généralement 20°C), ΔT est le gradient de température, α est le coefficient de température de résistivité pour un matériau donné (dimension °C -1 ). Dans la plage de 0°C à 100°C, un coefficient de température de 0,004 °C -1 est accepté pour le cuivre. Calculons la résistivité du cuivre à 60°C.

R 60°C = R 20°C (1 + α (60°C - 20°C)) = 0,0172 (1 + 0,004 40) ≈ 0,02 Ohm∙mm 2 /m

La résistivité a augmenté de 16% avec une augmentation de température de 40°C. Bien entendu, lors de l'exploitation de systèmes de câbles, la paire torsadée ne doit pas être exposée à des températures élevées ; Avec un système correctement conçu et installé, la température des câbles diffère peu des 20°C habituels, et le changement de résistivité sera alors faible. Selon les normes de télécommunications, la résistance d'un conducteur en cuivre de 100 m dans un câble à paires torsadées de catégorie 5e ou 6 ne doit pas dépasser 9,38 ohms à 20°C. En pratique, les fabricants intègrent cette valeur avec une marge, de sorte que même à des températures de 25°C ÷ 30°C, la résistance du conducteur en cuivre ne dépasse pas cette valeur.

Atténuation du signal sur paire torsadée/perte d'insertion

Lorsqu’une onde électromagnétique se propage à travers un câble à paire torsadée en cuivre, une partie de son énergie est dissipée le long du trajet allant de l’extrémité proche à l’extrémité distante. Plus la température du câble est élevée, plus le signal s'atténue. Aux hautes fréquences, l'atténuation est plus grande qu'aux basses fréquences, et pour les catégories supérieures, les limites acceptables pour les tests de perte d'insertion sont plus strictes. Dans ce cas, toutes les valeurs limites sont fixées pour une température de 20°C. Si à 20°C le signal d'origine arrive à l'extrémité d'un segment de 100 m de long avec un niveau de puissance P, alors à des températures élevées, cette puissance de signal sera observée à des distances plus courtes. S'il est nécessaire de fournir la même puissance de signal à la sortie du segment, vous devrez alors soit installer un câble plus court (ce qui n'est pas toujours possible), soit sélectionner des marques de câbles avec une atténuation plus faible.

• Pour les câbles blindés à des températures supérieures à 20°C, une variation de température de 1 degré entraîne une modification de l'atténuation de 0,2 %
• Pour tous types de câbles et toutes fréquences à des températures allant jusqu'à 40°C, une variation de température de 1 degré entraîne une variation d'atténuation de 0,4%
• Pour tous types de câbles et toutes fréquences à des températures de 40°C à 60°C, une variation de température de 1 degré entraîne une variation d'atténuation de 0,6%
• Les câbles de catégorie 3 peuvent subir un changement d'atténuation de 1,5 % par degré Celsius.

Déjà début 2000. La norme TIA/EIA-568-B.2 recommandait de réduire la longueur maximale autorisée de liaison permanente/canal de catégorie 6 si le câble était installé dans des environnements à température élevée, et plus la température est élevée, plus le segment doit être court.

Étant donné que le plafond de fréquence dans la catégorie 6A est deux fois plus élevé que dans la catégorie 6, les restrictions de température pour de tels systèmes seront encore plus strictes.

Aujourd'hui, lors de la mise en œuvre d'applications PoE Nous parlons de vitesses maximales de 1 gigabit. Cependant, lorsque des applications 10 Gigabit sont utilisées, l'alimentation via Ethernet n'est pas une option, du moins pas encore. Ainsi, en fonction de vos besoins, lorsque la température change, vous devez prendre en compte soit le changement de résistivité du cuivre, soit le changement d'atténuation. Dans les deux cas, il est plus judicieux de veiller à ce que les câbles soient maintenus à des températures proches de 20°C.

La plupart des lois de la physique sont basées sur des expériences. Les noms des expérimentateurs sont immortalisés dans les titres de ces lois. L'un d'eux était Georg Ohm.

Les expériences de Georg Ohm

Au cours d'expériences sur l'interaction de l'électricité avec diverses substances, y compris des métaux, il a établi une relation fondamentale entre la densité, l'intensité du champ électrique et la propriété d'une substance, appelée « conductivité spécifique ». La formule correspondant à ce modèle, appelée « loi d’Ohm », est la suivante :

j= λE , dans lequel

• j— densité de courant électrique ;
• λ — conductivité spécifique, encore appelée « conductivité électrique » ;
• E – intensité du champ électrique.

Dans certains cas, une lettre différente de l'alphabet grec est utilisée pour indiquer la conductivité : σ . La conductivité spécifique dépend de certains paramètres de la substance. Sa valeur est influencée par la température, les substances, la pression, s'il s'agit d'un gaz, et surtout, la structure de cette substance. La loi d'Ohm n'est observée que pour les substances homogènes.

Pour des calculs plus pratiques, l'inverse de la conductivité spécifique est utilisé. On l'appelle « résistivité », qui est également associée aux propriétés de la substance dans laquelle circule le courant électrique, désignée par la lettre grecque ρ et a la dimension Ohm*m. Mais comme différentes justifications théoriques s’appliquent à différents phénomènes physiques, des formules alternatives peuvent être utilisées pour la résistivité. Ils reflètent la théorie électronique classique des métaux, ainsi que la théorie quantique.

Formules

Dans ces formules, fastidieuses pour le lecteur ordinaire, apparaissent des facteurs tels que la constante de Boltzmann, la constante d'Avogadro et la constante de Planck. Ces constantes sont utilisées pour des calculs qui prennent en compte le libre parcours des électrons dans un conducteur, leur vitesse lors du mouvement thermique, le degré d'ionisation, la concentration et la densité de la substance. Bref, tout est assez compliqué pour un non spécialiste. Afin de ne pas être infondé, vous pouvez vous familiariser ci-dessous avec à quoi tout ressemble réellement :

Caractéristiques des métaux

Puisque le mouvement des électrons dépend de l'homogénéité de la substance, le courant dans un conducteur métallique circule selon sa structure, ce qui affecte la répartition des électrons dans le conducteur, en tenant compte de son hétérogénéité. Elle est déterminée non seulement par la présence d'inclusions d'impuretés, mais également par des défauts physiques - fissures, vides, etc. L'hétérogénéité du conducteur augmente sa résistivité, qui est déterminée par la règle de Matthiesen.

Cette règle facile à comprendre dit essentiellement que plusieurs résistivités distinctes peuvent être distinguées dans un conducteur porteur de courant. Et la valeur résultante sera leur somme. Les composants seront la résistivité du réseau cristallin métallique, les impuretés et les défauts des conducteurs. Ce paramètre dépendant de la nature de la substance, des lois correspondantes ont été définies pour le calculer, y compris pour les substances mélangées.

Bien que les alliages soient également des métaux, ils sont considérés comme des solutions à structure chaotique et, pour le calcul de la résistivité, il est important de savoir quels métaux sont inclus dans l'alliage. Fondamentalement, la plupart des alliages de deux composants qui n'appartiennent pas aux métaux de transition, ainsi que les métaux des terres rares, relèvent de la description de la loi de Nodheim.

La résistivité des films minces métalliques est considérée comme un sujet distinct. Il est tout à fait logique de supposer que sa valeur doit être supérieure à celle d'un conducteur massif constitué du même métal. Mais en même temps, une formule empirique spéciale de Fuchs est introduite pour le film, qui décrit l'interdépendance de la résistivité et de l'épaisseur du film. Il s’avère que les métaux contenus dans les films présentent des propriétés semi-conductrices.

Et le processus de transfert de charge est influencé par les électrons, qui se déplacent dans le sens de l'épaisseur du film et interfèrent avec le mouvement des charges « longitudinales ». En même temps, ils sont réfléchis par la surface du film conducteur et un électron oscille donc assez longtemps entre ses deux surfaces. Un autre facteur important dans l’augmentation de la résistivité est la température du conducteur. Plus la température est élevée, plus la résistance est grande. A l’inverse, plus la température est basse, plus la résistance est faible.

Les métaux sont les substances ayant la plus faible résistivité à température dite « ambiante ». Le seul non-métal qui justifie son utilisation comme conducteur est le carbone. Le graphite, qui est l'une de ses variétés, est largement utilisé pour réaliser des contacts glissants. Il présente une combinaison très réussie de propriétés telles que la résistivité et le coefficient de frottement de glissement. Le graphite est donc un matériau indispensable pour les balais de moteurs électriques et autres contacts glissants. Les valeurs de résistivité des principales substances utilisées à des fins industrielles sont indiquées dans le tableau ci-dessous.

Supraconductivité

Aux températures correspondant à la liquéfaction des gaz, c'est-à-dire jusqu'à la température de l'hélium liquide, qui est égale à -273 degrés Celsius, la résistivité diminue presque jusqu'à disparaître. Et pas seulement de bons conducteurs métalliques comme l’argent, le cuivre et l’aluminium. Presque tous les métaux. Dans de telles conditions, appelées supraconductivité, la structure du métal n’a aucun effet inhibiteur sur le mouvement des charges sous l’influence d’un champ électrique. Le mercure et la plupart des métaux deviennent donc supraconducteurs.

Mais il s’est avéré relativement récemment, dans les années 80 du 20e siècle, que certains types de céramiques sont également capables de supraconductivité. De plus, vous n'avez pas besoin d'utiliser de l'hélium liquide pour cela. De tels matériaux étaient appelés supraconducteurs à haute température. Cependant, plusieurs décennies se sont déjà écoulées et la gamme de conducteurs haute température s'est considérablement élargie. Mais aucune utilisation massive de tels éléments supraconducteurs à haute température n’a été observée. Dans certains pays, des installations uniques ont été réalisées avec le remplacement des conducteurs en cuivre conventionnels par des supraconducteurs à haute température. Pour maintenir le régime normal de supraconductivité à haute température, de l’azote liquide est nécessaire. Et cela s’avère être une solution technique trop coûteuse.

Ainsi, la faible valeur de résistivité donnée par la Nature au cuivre et à l’aluminium en fait encore des matériaux irremplaçables pour la fabrication de divers conducteurs électriques.

La résistivité des métaux est leur capacité à résister au courant électrique qui les traverse. L'unité de mesure de cette grandeur est l'Ohm*m (Ohm-mètre). Le symbole utilisé est la lettre grecque ρ (rho). Des valeurs de résistivité élevées signifient une mauvaise conductivité de la charge électrique par un matériau particulier.

Spécifications de l'acier

Avant d’examiner en détail la résistivité de l’acier, vous devez vous familiariser avec ses propriétés physiques et mécaniques de base. En raison de ses qualités, ce matériau est largement utilisé dans le secteur manufacturier et dans d’autres domaines de la vie et des activités des gens.

L'acier est un alliage de fer et de carbone, contenu en quantité ne dépassant pas 1,7 %. En plus du carbone, l'acier contient une certaine quantité d'impuretés : silicium, manganèse, soufre et phosphore. En termes de qualités, elle est bien meilleure que la fonte ; elle peut facilement être trempée, forgée, laminée et soumise à d'autres types de transformation. Tous les types d'aciers se caractérisent par une résistance et une ductilité élevées.

Selon son objectif, l'acier est divisé en acier structurel, instrumental et également doté de propriétés physiques particulières. Chacun d'eux contient une quantité différente de carbone, grâce à laquelle le matériau acquiert certaines qualités spécifiques, par exemple la résistance à la chaleur, la résistance à la chaleur, la résistance à la rouille et à la corrosion.

Une place particulière est occupée par les aciers électriques, produits sous forme de feuilles et utilisés dans la fabrication de produits électriques. Pour obtenir ce matériau, le silicium est dopé, ce qui permet d'améliorer ses propriétés magnétiques et électriques.

Pour que l'acier électrique acquière les caractéristiques nécessaires, certaines exigences et conditions doivent être remplies. Le matériau doit être facilement magnétisé et remagnétisé, c'est-à-dire avoir une perméabilité magnétique élevée. De tels aciers ont de bonnes performances et leur inversion de magnétisation s'effectue avec des pertes minimes.

Les dimensions et le poids des noyaux et enroulements magnétiques, ainsi que l'efficacité des transformateurs et leur température de fonctionnement dépendent du respect de ces exigences. Le respect des conditions est influencé par de nombreux facteurs, notamment la résistivité de l'acier.

Résistivité et autres indicateurs

La valeur de résistivité électrique est le rapport entre l’intensité du champ électrique dans le métal et la densité de courant qui y circule. Pour les calculs pratiques, la formule est utilisée : dans laquelle ρ est la résistivité du métal (Ohm*m), E- l'intensité du champ électrique (V/m), et J.- densité de courant électrique dans le métal (A/m2). Avec une intensité de champ électrique très élevée et une faible densité de courant, la résistivité du métal sera élevée.

Il existe une autre quantité appelée conductivité électrique, l'inverse de la résistivité, indiquant le degré auquel un matériau conduit le courant électrique. Il est déterminé par la formule et exprimé en unités S/m - Siemens par mètre.

La résistivité est étroitement liée à la résistance électrique. Cependant, ils présentent des différences entre eux. Dans le premier cas, il s'agit d'une propriété du matériau, y compris de l'acier, et dans le second cas, la propriété de l'objet entier est déterminée. La qualité d'une résistance est influencée par une combinaison de plusieurs facteurs, principalement la forme et la résistivité du matériau dans lequel elle est fabriquée. Par exemple, si un fil fin et long a été utilisé pour fabriquer une résistance bobinée, sa résistance sera alors supérieure à celle d'une résistance constituée d'un fil épais et court du même métal.

Un autre exemple est celui des résistances constituées de fils de même diamètre et de même longueur. Cependant, si dans l'un d'eux le matériau a une résistivité élevée et dans l'autre elle est faible, alors, en conséquence, la résistance électrique dans la première résistance sera plus élevée que dans la seconde.

Connaissant les propriétés de base du matériau, vous pouvez utiliser la résistivité de l'acier pour déterminer la valeur de résistance d'un conducteur en acier. Pour les calculs, en plus de la résistivité électrique, vous aurez besoin du diamètre et de la longueur du fil lui-même. Les calculs sont effectués à l'aide de la formule suivante : , dans laquelle R. est (Ohm), ρ - résistivité de l'acier (Ohm*m), L- correspond à la longueur du fil, UN- sa surface transversale.

La résistivité de l'acier et d'autres métaux dépend de la température. Dans la plupart des calculs, la température ambiante est utilisée - 20 0 C. Tous les changements sous l'influence de ce facteur sont pris en compte à l'aide du coefficient de température.